专利名称：快速气流气体浓度检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种检测装置，具体的说，涉及了一种快速气流气体浓度检测装置及其检测方法。
背景技术：
随着国民经济的不断发展，工业、城市建设、居民生活等对燃气的需求量在不断加大，尤其城市燃气的安全运行日益凸显其重要性。如何加强燃气安全的管理，把事故防范于未然，是燃气输配管网管理的首要问题。但是，目前的燃气输配管网巡检系统需要通过人工携带检测仪来检测气体浓度，不仅巡检工作量巨大，检测效率较低，而且在人工巡检过程中人体极易被有毒气体侵害。在现有的技术中，FID是一种对烃类气体灵敏度高的气体色谱检测仪器，广泛用于挥发性碳氢化合物或者多种含碳化合物的检测。传统的FID内置气泵，需要携带载气等耗材，因体积较大而需要安置在汽车上，检测速度虽然比人工检测仪快，但车却不能行走至小区等道路较狭窄的地方；而且使用FID传感器色谱检测仪的价格高昂，难以满足现场使用的需要。现有的气体检测方法中，一般是把气体抽入到传感器腔室内，供传感器反映，然后通过出气口将气体排出。在快速气流中，由于样气的流速较大，采样的样气会被稀释，从而造成了样气的污染；传感器都有一定的响应周期，在快速气流中，如果传感器信号还没有反应完成样气就已经被更新的话，会造成检测不准的现象。为了解决以上类似场合存在的问题，人们一直在寻求一种理想的、反应迅速的、价格低廉的方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种实用性强、功能完善、反应迅速、价格低廉的快速气流气体浓度检测装置，本发明还提供了一种快速气流气体浓度检测装置的检测方法。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种快速气流气体浓度检测装置，它包括控制电路和N路气体信号采集通道；其中，所述控制电路包括电源模块、逻辑控制器和时钟信号发生器；所述气体信号采集通道包括气流进气口、一个抽气装置、一个传感器腔室、一个传感器模组、一个单向导气装置和气流出气口，所述抽气装置的进气口连通所述气流进气口，所述抽气装置的出气口连通所述传感器腔室的进口，所述传感器腔室的出口连通所述单向导气装置的进口，所述单向导气装置的出口连通所述气流出气口，所述传感器模组设置在所述传感器腔室内；所述逻辑控制器分别连接N路气体信号采集通道的抽气装置，用于控制所述抽气装置的工作状态；所述逻辑控制器分别连接N路气体信号采集通道的传感器模组，用于获取所述传感器模组采集的样气浓度信号；所述时钟信号发生器连接所述逻辑控制器，用于提供时钟基准信号；所述电源模块分别连接所述逻辑控制器、所述时钟信号发生器、以及N路气体信号采集通道的抽气装置和传感器模组，用于提供工作电压；N是大于1的自然数。该装置在抽气装置和单向导气装置的相互作用下，样气的气路前后封闭，在传感器腔室内形成一个静态密闭气室，不会出现因样气快速流动而造成的样气被中和的现象， 在气体流速较快或者检测仪器快速移动的情况下，优势就特别明显，其具有体积小、实用性强和功能完善的优点。一种所述快速气流气体浓度检测装置的检测方法，在某一时刻，所述逻辑控制器开启第一路气体信号采集通道的抽气装置，更新第一路气体信号采集通道内的样气，同时， 所述逻辑控制器获取第二路气体信号采集通道内的样气浓度信号；相隔时间T/N后，所述逻辑控制器关闭第一路气体信号采集通道的抽气装置，并打开第二路气体信号采集通道的抽气装置，更新第二路气体信号采集通道内的样气，同时，所述逻辑控制器获取第三路气体信号采集通道内的样气浓度信号；依此循环，直至所述逻辑控制器关闭第(N-I)路气体信号采集通道的抽气装置，并打开第N路气体信号采集通道的抽气装置，更新第N路气体信号采集通道内的样气，同时，所述逻辑控制器获取第一路气体信号采集通道内的样气浓度信号；此时，所述快速气流气体浓度检测装置完成一个采样周期；其中，N是大于1的自然数， T是所述传感器模组的传感器反应时间。该检测方法采用了分时采样的工作原理，将普通传感器的反应时间进行分割，然后通过所述逻辑控制器控制所述抽气装置按一定的次序进行换气工作和周期性获取所述传感器模组采集的样气浓度信号，不仅解决了在快速气流中因传感器反应时间慢而造成的气体浓度检测不准确的问题，同时因为利用普通的传感器实现了高速传感器的功能，降低了检测的成本。
图1是所述快速气流气体浓度检测装置的结构示意图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，一种快速气流气体浓度检测装置，它包括控制电路和3路气体信号采集通道；其中，所述控制电路包括电源模块、逻辑控制器和时钟信号发生器；所述气体信号采集通道包括气流进气口、一个抽气装置、一个传感器腔室、一个传感器模组、一个单向导气装置和气流出气口，所述抽气装置的进气口连通所述气流进气口，所述抽气装置的出气口连通所述传感器腔室的进口，所述传感器腔室的出口连通所述单向导气装置的进口，所述单向导气装置的出口连通所述气流出气口，如此，形成一个可控的封闭气流通路；所述传感器模组设置在所述传感器腔室内，不仅确保了传感器模组接触样气的空间，并且还有固定传感器模组的作用；所述逻辑控制器分别连接3路气体信号采集通道的抽气装置Ml、抽气装置M2和抽气装置M3，用于控制所述抽气装置的工作状态；所述逻辑控制器分别连接3 路气体信号采集通道的传感器模组Si、传感器模组S2和传感器模组S3，用于获取所述传感器模组采集的样气浓度信号；所述时钟信号发生器连接所述逻辑控制器，用于提供时钟基准信号；所述电源模块分别连接所述逻辑控制器、所述时钟信号发生器、以及3路气体信号采集通道的抽气装置和传感器模组，用于提供工作电压。所述气体信号采集通道的工作方式是在某时刻，其中一路抽气装置开始工作，此时样气从所述气流进气口被抽入到所述抽气装置，然后经过所述抽气装置到达所述传感器腔室以供所述传感器模组反应，在所述抽气装置的作用下，样气流经所述单向导气装置，并经所述气流出气口排出；在下一时刻，该路抽气装置停止工作，此时，因为所述抽气装置的存在，样气不会经过所述气流进气口进入到所述传感器腔室内，因为所述单向导气装置的存在，样气不会经过所述气流出气口回流到所述传感器腔室，因此所述传感器腔室内的样气被稳定封存，而不会出现因样气快速流动而造成的样气被中和的现象。控制电路控制该装置进行气体浓度检测，检测的方法为以3路气体信号采集通道为例，其中，T是所述传感器模组的传感器反应时间；在某一时刻，所述逻辑控制器开启第一路气体信号采集通道的抽气装置M1，关闭第二路气体信号采集通道的抽气装置M2和第三路气体信号采集通道的抽气装置M3，更新第一路气体信号采集通道的传感器腔室内的样气，同时，所述逻辑控制器获取第二路气体信号采集通道的传感器模组S2采集的样气浓度信号；相隔时间T/3后，所述逻辑控制器关闭第一路气体信号采集通道的抽气装置M1，并打开第二路气体信号采集通道的抽气装置M2，更新第二路气体信号采集通道的传感器腔室内的样气，同时，所述逻辑控制器获取第三路气体信号采集通道的传感器模组S3采集的样气浓度信号；相隔时间T/3后，所述逻辑控制器关闭第二路气体信号采集通道的抽气装置 M2，并打开第三路气体信号采集通道的抽气装置M3，更新第三路气体信号采集通道的传感器腔室内的样气，同时，所述逻辑控制器获取第一路气体信号采集通道的传感器模组Sl采集的样气浓度信号，自此，所述快速气流气体浓度检测装置完成一个采样周期，继而进行下一个周期性循环；所述逻辑控制器所获取的样气浓度信号，将被发送到其它数据处理模块， 等待进一步的数据处理和操作。该检测方法采用了分时采样的工作原理，将普通传感器的反应时间进行分割，然后通过所述逻辑控制器控制所述抽气装置按一定的次序进行换气工作和周期性获取所述传感器模组采集的样气浓度信号，不仅解决了在快速气流中因传感器反应时间慢而造成的气体浓度检测不准确的问题，同时因为利用普通的传感器实现了高速传感器的功能，降低了检测的成本。最后应当说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
权利要求
1.一种快速气流气体浓度检测装置，其特征在于它包括控制电路和N路气体信号采集通道；其中，所述控制电路包括电源模块、逻辑控制器和时钟信号发生器；所述气体信号采集通道包括气流进气口、一个抽气装置、一个传感器腔室、一个传感器模组、一个单向导气装置和气流出气口，所述抽气装置的进气口连通所述气流进气口，所述抽气装置的出气口连通所述传感器腔室的进口，所述传感器腔室的出口连通所述单向导气装置的进口，所述单向导气装置的出口连通所述气流出气口，所述传感器模组设置在所述传感器腔室内； 所述逻辑控制器分别连接N路气体信号采集通道的抽气装置，用于控制所述抽气装置的工作状态；所述逻辑控制器分别连接N路气体信号采集通道的传感器模组，用于获取所述传感器模组采集的样气浓度信号；所述时钟信号发生器连接所述逻辑控制器，用于提供时钟基准信号；所述电源模块分别连接所述逻辑控制器、所述时钟信号发生器、以及N路气体信号采集通道的抽气装置和传感器模组，用于提供工作电压；N是大于1的自然数。
2.—种权利要求1所述快速气流气体浓度检测装置的检测方法，其特征在于在某一时刻，所述逻辑控制器开启第一路气体信号采集通道的抽气装置，更新第一路气体信号采集通道内的样气，同时，所述逻辑控制器获取第二路气体信号采集通道内的样气浓度信号； 相隔时间T/N后，所述逻辑控制器关闭第一路气体信号采集通道的抽气装置，并打开第二路气体信号采集通道的抽气装置，更新第二路气体信号采集通道内的样气，同时，所述逻辑控制器获取第三路气体信号采集通道内的样气浓度信号；依此循环，直至所述逻辑控制器关闭第(N-1)路气体信号采集通道的抽气装置，并打开第N路气体信号采集通道的抽气装置，更新第N路气体信号采集通道内的样气，同时，所述逻辑控制器获取第一路气体信号采集通道内的样气浓度信号；此时，所述快速气流气体浓度检测装置完成一个采样周期； 其中，N是大于1的自然数，T是所述传感器模组的传感器反应时间。
全文摘要
本发明提供一种快速气流气体浓度检测装置及其检测方法，该装置包括控制电路和N路气体信号采集通道；其中，所述控制电路包括电源模块、逻辑控制器和时钟信号发生器；所述气体信号采集通道包括依次连通的气流进气口、抽气装置、传感器腔室、单向导气装置和气流出气口，还包括设置在所述传感器腔室内的传感器模组。该装置在抽气装置和单向导气装置的作用下，使样气的气路前后封闭，不会出现样气被中和的现象，具有体积小、实用性强和功能完善的优点。该发明方法采用分时采样的工作原理，不仅解决了在快速气流中因传感器反应时间慢而造成的气体浓度检测不准确的问题，而且利用普通的传感器实现了高速传感器的功能，降低了检测的成本。
文档编号G01N33/00GK102384963SQ20111035853
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者俎伟明, 李志刚, 李明辉, 梁姬君, 陈存广 申请人:河南汉威电子股份有限公司